第二章：分子结构案例
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除了s原子轨道外，其余的p、
s
s
d、f原子轨道在空间都有一定的
取向，而形成共价键要尽量达到 原子轨道的最大的重叠，因此，
这些轨道只有沿着一定的方向才
能发生最大程度的重叠。 本质原因是：原子轨道具有方向性
s
s轨道与p轨道的三种重叠示意图
Z
Z
Z
X
X
X
原子轨道的方向性
一、价键理论（电子配对理论）VB法
二、离子的电荷、半径、电子构型
2、离子的半径：指形成稳定离子键时所表现的有效半径。
5) 阳离子半径较小约10~170pm；阴离子半径较大,约130~260pm。
6) 鑭系、锕系收缩：相同正价的镧系和锕系阳离子半径随原子序数增加而减少。
离子半径的大小对物质的熔点的影响:
离子晶体 离子半径 熔点（℃）
因为离子键的本性是静电作用
离 子 晶 体 模 型
一、离子键的形成与特点 离子晶体
（a）NaCl型晶体
（b）立方ZnS型
（c）CsCl 型晶体
离子晶体模型
二、离子的电荷、半径、电子构型
1、离子的电荷：相应原子失去或获得的电子数 它对离子间作用有重要影响,电荷越高,对异性离子吸引越大,熔点越高。
Q1 Q2 FK r2
NaF 95 1265
KF 133 1130
RbF 148 1038
二、离子的电荷、半径、电子构型
3、电子构型：原子形成离子时，失去或获得电子以后所形成的稳定的电子组态。
电子组态类型
电子构型
s2
s 2 p6 s2p6d10
实
例
2电子型组态
8电子型组态 1 8电子型组态
Li+、Be2+
Na+、 K+ Zn2+、Ag+
静电作用而形成的化学键。
科塞尔(Kossel)
+ [ Na ] + [ Na ]
Na:1s22s22p63s1
[
离子键
Cl
Cl
] ]
Cl:1s22s22p63s23p5
[
一、离子键的形成与特点
离子键的形成、条件与特点
a、条件：两原子的电负性的差值：ΔXP>1.7。 b、形成：电负性相差较大的原子间发生电子的转移，正、负离子通过静电作用而 形成的化学键。 c、特点：没有方向性，没有饱和性。
↓
稳定态
Ro
核间距
↑
↑
H
一、价键理论（电子配对理论）VB法
1、共价键的本质： 当两个原子接近时，如两个 电子是反方向自旋，在达平衡距
0
能 量 Es
H
+
H
（Ⅰ）排斥态
Ea
Ψ1
Ψ2
（Ⅱ） 基 态
↑↑
↑↓
离之前原子是相互吸引的，体系 能量随距离的缩短而不断降低，
D
从而形成稳定的共价键。
R0
核间距R 氢分子的两种状态
4、共价键的类型: σ键
σ键:能形成σ共价键的原子轨道是：s~s 、s~px、px~px
特点：σ键成键方式是“沿键走，头碰头”的方式发生轨道重叠， 因此σ键比较稳定。
一、价键理论（电子配对理论）VB法
4、共价键的类型:π 键 π键:能形成π共价键的原子轨道是： py~py、 pz~pz
一、价键理论（电子配对理论）VB法
↑↑
H2分子的整体电子云图
有节面
电子云密度增大
原子轨道发生有效重叠，电子在两核间出现的机会较多，即电子云 密度增大，此电子云加强了电子云对两核的吸引力---电荷桥。
↑
↑
共价键的定义
这种由自旋方向相反的单电子配对 ,原子轨道 发生空间上的最大可能的重叠 , 从而增强两核间的
1 8+2电子型组态
不规则组态
s2p6d10s2
s 2 p6 dx
Pb2+、Bi3+
Fe2+、Co3+
第二节：共 价 键 理 论
第二节：共 价 键 理 论
电负性相差较大的原子间发生电子的转移，形成正、负离子,阴、阳
离子间通过静电作用而形成离子键，构成分子。
电负性相差较小（ΔXp＜1.7）的原子之间将如何成键呢?
一、价键理论（电子配对理论）VB法
3、共价键的特征： a、饱和性
基态原子的未成对电子数是一定的,因此它能形成的共价键数也是一定的。 例如：N : 1S22S22P3 N: 1s 2s
3个单电子
3p 2Px 2Py 2Pz
NH3分子的成键过程
一、价键理论（电子配对理论）VB法
3、共价键的特征： b、方向性
电子云的密度 , 有效地加强了核中心对两核间的电
子云吸引，所形成的化学键,称为共价键。
一、价键理论（电子配对理论）VB法
2、稳定共价键的形成条件：
1）电子配对原则: 自旋方向相反的单电子相互接近时，才可形成稳定 的共价键。 2） 最大重叠原则: 成键电子的原子轨道重叠越多，两核 之间电子的
几率密度越大，形成得共价键越牢固。
路易斯学说 1916年路易斯提出了原子之间共有电子对成键的概念。 （八 隅 律）
Cl
Cl—Cl
Cl
N
N≡N
N
为什么皆带负电荷的两个电子不相斥，反而互相配对呢？？
一、价键理论（电子配对理论）VB法
能 量 1927年海特勒和伦敦用量子力学处理由氢原子形成氢气分子的过程: 排斥态
0Baidu Nhomakorabea
稳定态 D
↑ ↑
H
↑
Chapter 2：
Molecular Structure
本章教学要求
1、认识化学键的本质；掌握离子键的形成及其特点，离子的特征， 离子极化概念。 2、掌握价键理论的内容；会用价键理论解释共价键的特征，会用
价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释简单的分子结构。
3、初步认识分子轨道，掌握第二周期元素的分子轨道特点。 4、认识分子间作用力和氢键的本质，用其解释对物质性质的影响。
研究分子结构的主要内容是研究原子是如何结合成分子的，即化学键 问题。化学键一般可分为离子键、共价键、金属键,重点讨论前两者。
由于物质的性质与分子结构有关,因此,介绍一些物质的性质,如:分子极
性，磁性,氢键。
第一节：离 子 键 理 论
一、离子键的形成与特点
离子键：原子间发生电子转移,形成正、负离子，并通过
离子晶体 熔点（℃）
KF 857
NaCl 800
CaO 2590
MgO 2800
二、离子的电荷、半径、电子构型
2、离子的半径：指形成稳定离子键时所表现的有效半径。
1）同一周期阳离子半径随正价增加而减少，例如：Na+ > Mg2+ > Al3+。 2) 同一主族元素离子半径从上到下递增， 例如：Li +<Na+ <K+ <Rb +<Cs+、F- < Cl- < Br- <I-。 3) 相邻两主族左上方和右下方两元素的阳离子半径相近, 例如： Li+和Mg2+、Na+和Ca2+。 4) 同一元素阳离子正价增加则半径减少，例如：Fe2+>Fe3+。
s
s
d、f原子轨道在空间都有一定的
取向，而形成共价键要尽量达到 原子轨道的最大的重叠，因此，
这些轨道只有沿着一定的方向才
能发生最大程度的重叠。 本质原因是：原子轨道具有方向性
s
s轨道与p轨道的三种重叠示意图
Z
Z
Z
X
X
X
原子轨道的方向性
一、价键理论（电子配对理论）VB法
二、离子的电荷、半径、电子构型
2、离子的半径：指形成稳定离子键时所表现的有效半径。
5) 阳离子半径较小约10~170pm；阴离子半径较大,约130~260pm。
6) 鑭系、锕系收缩：相同正价的镧系和锕系阳离子半径随原子序数增加而减少。
离子半径的大小对物质的熔点的影响:
离子晶体 离子半径 熔点（℃）
因为离子键的本性是静电作用
离 子 晶 体 模 型
一、离子键的形成与特点 离子晶体
（a）NaCl型晶体
（b）立方ZnS型
（c）CsCl 型晶体
离子晶体模型
二、离子的电荷、半径、电子构型
1、离子的电荷：相应原子失去或获得的电子数 它对离子间作用有重要影响,电荷越高,对异性离子吸引越大,熔点越高。
Q1 Q2 FK r2
NaF 95 1265
KF 133 1130
RbF 148 1038
二、离子的电荷、半径、电子构型
3、电子构型：原子形成离子时，失去或获得电子以后所形成的稳定的电子组态。
电子组态类型
电子构型
s2
s 2 p6 s2p6d10
实
例
2电子型组态
8电子型组态 1 8电子型组态
Li+、Be2+
Na+、 K+ Zn2+、Ag+
静电作用而形成的化学键。
科塞尔(Kossel)
+ [ Na ] + [ Na ]
Na:1s22s22p63s1
[
离子键
Cl
Cl
] ]
Cl:1s22s22p63s23p5
[
一、离子键的形成与特点
离子键的形成、条件与特点
a、条件：两原子的电负性的差值：ΔXP>1.7。 b、形成：电负性相差较大的原子间发生电子的转移，正、负离子通过静电作用而 形成的化学键。 c、特点：没有方向性，没有饱和性。
↓
稳定态
Ro
核间距
↑
↑
H
一、价键理论（电子配对理论）VB法
1、共价键的本质： 当两个原子接近时，如两个 电子是反方向自旋，在达平衡距
0
能 量 Es
H
+
H
（Ⅰ）排斥态
Ea
Ψ1
Ψ2
（Ⅱ） 基 态
↑↑
↑↓
离之前原子是相互吸引的，体系 能量随距离的缩短而不断降低，
D
从而形成稳定的共价键。
R0
核间距R 氢分子的两种状态
4、共价键的类型: σ键
σ键:能形成σ共价键的原子轨道是：s~s 、s~px、px~px
特点：σ键成键方式是“沿键走，头碰头”的方式发生轨道重叠， 因此σ键比较稳定。
一、价键理论（电子配对理论）VB法
4、共价键的类型:π 键 π键:能形成π共价键的原子轨道是： py~py、 pz~pz
一、价键理论（电子配对理论）VB法
↑↑
H2分子的整体电子云图
有节面
电子云密度增大
原子轨道发生有效重叠，电子在两核间出现的机会较多，即电子云 密度增大，此电子云加强了电子云对两核的吸引力---电荷桥。
↑
↑
共价键的定义
这种由自旋方向相反的单电子配对 ,原子轨道 发生空间上的最大可能的重叠 , 从而增强两核间的
1 8+2电子型组态
不规则组态
s2p6d10s2
s 2 p6 dx
Pb2+、Bi3+
Fe2+、Co3+
第二节：共 价 键 理 论
第二节：共 价 键 理 论
电负性相差较大的原子间发生电子的转移，形成正、负离子,阴、阳
离子间通过静电作用而形成离子键，构成分子。
电负性相差较小（ΔXp＜1.7）的原子之间将如何成键呢?
一、价键理论（电子配对理论）VB法
3、共价键的特征： a、饱和性
基态原子的未成对电子数是一定的,因此它能形成的共价键数也是一定的。 例如：N : 1S22S22P3 N: 1s 2s
3个单电子
3p 2Px 2Py 2Pz
NH3分子的成键过程
一、价键理论（电子配对理论）VB法
3、共价键的特征： b、方向性
电子云的密度 , 有效地加强了核中心对两核间的电
子云吸引，所形成的化学键,称为共价键。
一、价键理论（电子配对理论）VB法
2、稳定共价键的形成条件：
1）电子配对原则: 自旋方向相反的单电子相互接近时，才可形成稳定 的共价键。 2） 最大重叠原则: 成键电子的原子轨道重叠越多，两核 之间电子的
几率密度越大，形成得共价键越牢固。
路易斯学说 1916年路易斯提出了原子之间共有电子对成键的概念。 （八 隅 律）
Cl
Cl—Cl
Cl
N
N≡N
N
为什么皆带负电荷的两个电子不相斥，反而互相配对呢？？
一、价键理论（电子配对理论）VB法
能 量 1927年海特勒和伦敦用量子力学处理由氢原子形成氢气分子的过程: 排斥态
0Baidu Nhomakorabea
稳定态 D
↑ ↑
H
↑
Chapter 2：
Molecular Structure
本章教学要求
1、认识化学键的本质；掌握离子键的形成及其特点，离子的特征， 离子极化概念。 2、掌握价键理论的内容；会用价键理论解释共价键的特征，会用
价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释简单的分子结构。
3、初步认识分子轨道，掌握第二周期元素的分子轨道特点。 4、认识分子间作用力和氢键的本质，用其解释对物质性质的影响。
研究分子结构的主要内容是研究原子是如何结合成分子的，即化学键 问题。化学键一般可分为离子键、共价键、金属键,重点讨论前两者。
由于物质的性质与分子结构有关,因此,介绍一些物质的性质,如:分子极
性，磁性,氢键。
第一节：离 子 键 理 论
一、离子键的形成与特点
离子键：原子间发生电子转移,形成正、负离子，并通过
离子晶体 熔点（℃）
KF 857
NaCl 800
CaO 2590
MgO 2800
二、离子的电荷、半径、电子构型
2、离子的半径：指形成稳定离子键时所表现的有效半径。
1）同一周期阳离子半径随正价增加而减少，例如：Na+ > Mg2+ > Al3+。 2) 同一主族元素离子半径从上到下递增， 例如：Li +<Na+ <K+ <Rb +<Cs+、F- < Cl- < Br- <I-。 3) 相邻两主族左上方和右下方两元素的阳离子半径相近, 例如： Li+和Mg2+、Na+和Ca2+。 4) 同一元素阳离子正价增加则半径减少，例如：Fe2+>Fe3+。